进入新世纪后,随着人们生活水平的提高,对下肢运动功能障碍患者的关注越来越重视,下肢康复机器人的研究与应用也得到了快速的发展。绳索并联机构具有结构简单,质量小,空间利用率高,能耗低的优点,受到了更多的重视。将绳索并联机器人运用到康复医疗领域可以大大节约空间,提高康复训练安全性,减少人力成本。但是绳索牵引并联机构属于冗余系统,绳索力的解具有多组,优化求解困难,因此一种快速、准确的方法来优化冗余绳索力具有重要意义。针对人体下肢康复机器人主要研究以下内容:通过人体下肢骨骼参数和步态周期下肢髋关节和膝关节的运动参数,建立人体下肢生理模型和人体正常步态周期的髋关节和膝关节的函数。建立广义力方程,求解得到在步态周期中为实现步态轨迹在脚踝处施加的作用力。针对下肢康复训练功能要求,设计绳索牵引下肢康复机器人的基本构型。对下肢康复机器人的结构参数进行改进来增加其工作空间。针对冗余绳索驱动力进行优化,选择绳索驱动力的方差最小作为优化的目标函数。运用广义逆优化求解冗余绳索驱动力,分析各绳索力的大小,针对其局限性提出粒子群优化算法来对绳索驱动力进行优化求解。建立目标函数,并对下肢康复机器人的绳索牵引系统的约束条件进行处理,使之成为无约束的粒子群优化模型。对算法中的各参数进行研究,通过对比改进算法和基本算法来选择合适的参数,对影响粒子群优化的其它因素进行比较研究,进而获得优化性能最优的粒子群模型方案,最后通过最佳粒子群模型优化求解冗余绳索驱动力。为了提高绳索牵引康复机器人的步态周期轨迹的准确性,同时使各绳索以优化后的绳索驱动力输出,对不同绳索单元分别采用力控制与位置控制。建立基于绳索牵引的直流电机模型,并对各绳索单元的控制方法进行稳定性分析,对不稳定的系统进行校正直至稳定。设计合理的控制器并利用MATLAB/simulink进行仿真来调节PID参数,使系统能够快速稳定的输出。通过实验验证粒子群优化后的下肢康复机器人绳索力的输出。